基于gprs的城市地下綜合管廊供水管道在線監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是一種基于GPRS的城市地下綜合管廊供水管道在線監(jiān)控系統(tǒng)。
技術(shù)背景
[0002]水是人類賴以生存的不可或缺的物質(zhì)，水資源的匱乏是目前全世界面臨的一個重大問題，隨著工業(yè)的發(fā)展，加速了城市化的發(fā)展進程，建設(shè)城鄉(xiāng)一體化成為了我國當前的一個大趨勢。隨著城市人口數(shù)量的劇增，城市用戶的用水量也將大幅度增加，我國目前主要是通過自來水公司在地下鋪設(shè)的地下管道進行供水。
[0003]城市地下綜合管廊建設(shè)是近幾年國家提出的一項重大民生項目，關(guān)系到經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的提高，管廊建設(shè)的主要目的就是改善當前管線管理混亂、管線故障難以維護、維護成本高等潛在的問題。將包括供水管道的多種管線(燃氣、排水、電力電纜、工業(yè)管道)融合到管廊中進行有效地監(jiān)測管理，提高城市的運行效率和質(zhì)量，解決近些年因為管理混亂、故障頻繁、維護困難所造成的社會不安定因素。
[0004]供水管道關(guān)系到國民經(jīng)濟的發(fā)展，供水管道作為管廊建設(shè)中的重要組成部分，提高其運行質(zhì)量和減少故障率成為市政部門必須解決的重大問題。在供水監(jiān)控系統(tǒng)中，監(jiān)測數(shù)據(jù)精確傳輸?shù)街醒肟刂剖?，通過控制室服務(wù)器對數(shù)據(jù)分析處理是監(jiān)控環(huán)節(jié)不可或缺的部分，影響著整個監(jiān)控系統(tǒng)的有效運行。在數(shù)據(jù)獲取、傳輸、處理的過程中，數(shù)據(jù)是由監(jiān)測點獲取并傳輸?shù)街醒肟刂剖遥O(jiān)測點和中央控制室的距離會影響數(shù)據(jù)的傳輸效率，因此提高傳輸效率是供水管道在線監(jiān)測系統(tǒng)可靠運行的保障。以前的管線網(wǎng)絡(luò)錯綜復(fù)雜，沒有一個合理有效的在線監(jiān)測管理系統(tǒng)，監(jiān)測數(shù)據(jù)在傳輸過程中容易失真，傳輸?shù)男室脖容^低，導致監(jiān)控中心不能及時發(fā)現(xiàn)故障狀態(tài)，事故發(fā)生率很高。隨著城市的發(fā)展，城市地下綜合管廊建設(shè)正在有序進行，而供水管道作為城市地下綜合管廊中的一部分，針對供水管道提出了一種有效的在線監(jiān)控系統(tǒng)具有重大的現(xiàn)實意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明針對現(xiàn)有城市地下供水管道在線監(jiān)測系統(tǒng)不完善、事故診斷能力差、故障維護困難、維護成本高等存在的缺陷，提出一種基于GPRS城市地下綜合管廊供水管道在線監(jiān)控系統(tǒng)。
[0006]一種基于GPRS的城市地下綜合管廊供水管道在線監(jiān)控系統(tǒng)，該在線監(jiān)控系統(tǒng)主要包括四大部分:管道監(jiān)測點、GPRS數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)、中央控制室、自動控制環(huán)節(jié)；
一一所述管道監(jiān)測點通過傳感器采集供水管道內(nèi)部壓力、流量、余氯、水位及相關(guān)數(shù)據(jù)，初始數(shù)據(jù)通過鋪設(shè)電子標識器記錄并建立數(shù)據(jù)庫；實時數(shù)據(jù)是通過傳感器檢測并利用數(shù)據(jù)處理模塊進行A/D轉(zhuǎn)換，處理后的數(shù)據(jù)通過RS232接口與GPRS數(shù)據(jù)傳輸終端模塊相連，通過GPRS數(shù)據(jù)傳輸終端內(nèi)置的處理器對數(shù)據(jù)進行處理、協(xié)議封裝后發(fā)送到GPRS網(wǎng)絡(luò)；——所述GPRS數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò):現(xiàn)場監(jiān)測點采集的數(shù)據(jù)經(jīng)過GPRS網(wǎng)絡(luò)空中接口功能模塊同時對數(shù)據(jù)進行解碼處理，轉(zhuǎn)換成在公共網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳送的格式，通過GPRS無線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)進行傳輸，最終傳送到中心控制室；各管道監(jiān)測點使用GPRS數(shù)據(jù)傳輸終端，通過移動的GPRS網(wǎng)絡(luò)與中央控制室相連；各數(shù)據(jù)監(jiān)測點使用移動通信公司統(tǒng)一的S頂卡，同時中心控制室對各點進行登記，生成報表，保存資料以便識別和維護處理；各信息監(jiān)測點運行監(jiān)控系統(tǒng)軟件，支持全天在線；
一一所述中央控制室的主模塊與分站模塊按照主從方式進行傳輸，將采集到的各分站傳輸過來的封裝后的壓力、流量、余氯、液位及相關(guān)數(shù)據(jù)進行處理；
中央控制室服務(wù)器的監(jiān)控軟件采集所有監(jiān)測點的數(shù)據(jù)信息，并作畫面顯示，顯示監(jiān)測點的動態(tài)運行圖、實時趨勢圖、運行報表、日期顯示以及報警數(shù)據(jù)；接收上報的數(shù)據(jù)及報告信息，同時對采集的數(shù)據(jù)進行存儲和管理，生成實時數(shù)據(jù)庫和歷史數(shù)據(jù)庫，能實現(xiàn)查詢、統(tǒng)計、報表、故障顯示及自動控制；
一一所述自動控制環(huán)節(jié)在供水管道監(jiān)測點上安裝電子閥門，電子閥門的開關(guān)由監(jiān)測終端的微處理器控制，微處理器控制閥門開關(guān)動作信號來源于中央控制室控制軟件；當供水管道發(fā)生故障時，中央控制室會發(fā)出報警信號，在顯示屏上顯示故障點的位置信息，根據(jù)位置信息和故障信息，中央控制室服務(wù)器上的控制軟件就會發(fā)出一個信號，通過GPRS網(wǎng)絡(luò)將該信號無線傳輸?shù)奖O(jiān)測終端控制電子閥門開關(guān)動作的微處理器上，微處理器接收到信號后根據(jù)故障信息，使故障點的電子閥開關(guān)處于關(guān)閉狀態(tài)，切斷故障管道的供水，等到工程維護人員解決問題，排除故障后，中央控制室顯示故障解除，控制軟件再發(fā)出信號以GPRS網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)奖O(jiān)測終端微處理器，微處理器發(fā)出指令打開相應(yīng)的電子閥門；
該控制系統(tǒng)施工時，在管道監(jiān)測點上裝設(shè)電子標識器，將供水管道的基礎(chǔ)信息記錄到電子標志器中；每個標識器都有唯一的ID，標識器埋設(shè)后，通過現(xiàn)場記錄標識器的ID和GPS坐標，用探測器將這些電子標識器中的信息獲取出來，把標識器的ID和基礎(chǔ)信息以及標識器的GPS空間坐標，上傳給服務(wù)器建立數(shù)據(jù)庫存儲在監(jiān)測中心服務(wù)器中；同時將各類傳感器安裝在管線監(jiān)測點上，通過數(shù)據(jù)采集裝置，將監(jiān)測點測量的數(shù)據(jù)經(jīng)過處理后通過RS232接口與GPRS數(shù)據(jù)傳輸終端模塊相連，通過GPRS數(shù)據(jù)傳輸終端內(nèi)置的處理器對數(shù)據(jù)進行處理、協(xié)議封裝后發(fā)送到GPRS網(wǎng)絡(luò)，中央控制室接收GPRS無線網(wǎng)絡(luò)傳輸回來的數(shù)據(jù)，并在顯示屏上顯示、生成報表。
[0007]本發(fā)明是利用GPRS網(wǎng)絡(luò)將監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸?shù)街醒肟刂剖?，對供水管道的壓力、流量、液位、余氯的各項?shù)據(jù)進行采集、處理，通過無線傳輸回來的數(shù)據(jù)分析供水管道的運行狀態(tài)，當管道數(shù)據(jù)異常時，在報警的同時自行啟動計算機輔助控制軟件關(guān)閉安裝在故障點的開關(guān)閥門，對地下綜合管廊中供水管道的運行狀態(tài)實施在線檢測、在線診斷以及在線控制。其中傳感器檢測供水系統(tǒng)的流量、壓力、水位、余氯，并在鋪設(shè)管道時把這些數(shù)據(jù)的初始量通過電子標識器記錄并建立數(shù)據(jù)庫。通過GPRS無線網(wǎng)絡(luò)進行數(shù)據(jù)傳輸，利用在線監(jiān)測軟件和控制軟件對供水管道的狀態(tài)進行實時監(jiān)測和控制。在管道發(fā)生故障時利用GIS和GPS進行精確定位故障點位置，定位出故障點后自動發(fā)出指令關(guān)閉故障管線周圍相關(guān)的開關(guān)閥門，并在監(jiān)控中心顯示屏上顯示故障信息，減少事故的損害程度，提高供水管道的運行效率和質(zhì)量，保證城市供水的可靠運行。
【附圖說明】
[0008]圖1是本發(fā)明城市地下綜合管廊供水管道在線監(jiān)控系統(tǒng)流程圖。
【具體實施方式】
[0009]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進行詳述。
[0010]如圖1所示，城市地下綜合管廊供水管道在線監(jiān)控系統(tǒng)是以GPRS無線網(wǎng)絡(luò)傳輸方式，獲取城市地下管廊中供水管道的各項測量數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)無線傳輸?shù)奖O(jiān)控中心服務(wù)器，并利用無線射頻(RFID)技術(shù)獲取管道的基礎(chǔ)信息建立數(shù)據(jù)庫進行管理，結(jié)合監(jiān)測軟件和控制軟件實現(xiàn)供水管道的在線監(jiān)測、在線診斷及在線控制，以提高供水系統(tǒng)的運行質(zhì)量和效率。
[0011]基于GPRS的城市地下綜合管廊供水管道在線監(jiān)控系統(tǒng)主要包括四大部分:管道監(jiān)測點模塊、GPRS數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)模塊、中央控制室、自動控制環(huán)節(jié)模塊。
[0012](I)管道監(jiān)測點
管道監(jiān)測點根據(jù)需要設(shè)置，每一個管道監(jiān)測點通過傳感器采集供水管道內(nèi)部壓力、流量、余氯、水位等數(shù)據(jù)，初始數(shù)據(jù)通過鋪設(shè)電子標識器記錄并建立數(shù)據(jù)庫。實時數(shù)據(jù)是通過傳感器檢測并利用數(shù)據(jù)處理模塊進行A/D轉(zhuǎn)換，處理后的數(shù)據(jù)通過RS232接口與GPRS數(shù)據(jù)傳輸終端模塊相連，通過GPRS數(shù)據(jù)傳輸終端內(nèi)置的處理器對數(shù)據(jù)進行處理、協(xié)議封裝后發(fā)送到GPRS網(wǎng)絡(luò)。
[0013](2) GPRS數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)
目前，GSM網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)已經(jīng)趨于完善，在電信部門多年的努力下，其覆蓋范圍不斷擴大，在通信方面具有成熟、穩(wěn)定、可靠的特點，尤其是中國移動推出的GPRS數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，通過增加相應(yīng)的功能實體和對現(xiàn)有基站系統(tǒng)進行部分改造來實現(xiàn)分組交換，這種改造的投入相對較小，但得到的用戶數(shù)據(jù)速率卻相當可觀。因此，利用GPRS業(yè)務(wù)平臺構(gòu)建供水管道監(jiān)測系統(tǒng)，實現(xiàn)監(jiān)測點數(shù)據(jù)的無線數(shù)據(jù)傳輸可以有效利用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)，降低建設(shè)成本，縮短建